2023年CB930600-有机纳米材料在显示器件中的应用及相关原理

工程名称：有机纳米材料在显示器件中的应用及相关原理

2023.12023.8教育部10一、争论内容1、有机纳米光电材料的分子设计与可控合成有机纳米光电材料的分子设计与可控合成主要集中在制备高迁移率纳米尺电极材料及界面修饰材料。纳米尺度有机半导体材料特别是一维、二维和三维有机纳米半导体材料；溶液加工型有机纳米半导体材料：特别是在530nm尺寸范围、单分散的有机共轭小分子、共轭寡聚物以及构造明确的树枝状纳米共轭分子等；相互作性有机纳米晶体材料。有机纳米薄膜发光材料有机材料处于纳米尺度时，具有发光增加、蓝移及谱带变窄等特性，因的发光特性，从以下几个方面开放工作：物纳米光电显色介质、高效率和窄谱带三基色有机纳米发光材料和相关电子/空穴注入与传输材料、构造可调控的光电活性嵌段高分子纳米显色介质；/空穴注入与传输基团，提高器件的发光纯度及效率；〔如：螺环等芳香基团〕抑制聚度；有机/无机杂化纳米半导体材料，特别是发光材料及电荷传输材料：解决有机发光材料的迁移率偏低及有机发光材料放射光谱宽带来的色纯度下降的等问题；同时争论有机/无机杂化纳米光电材料的溶液加工技术。有机纳米带隙调控材料转变线型有机纳米材料的p-n单元来调整材料的带隙宽度：通过调整片断的轭分子的轨道能级；合成支化的p-n有机嵌段有机共轭分子来调整材料的轨道能级：通过将高度子间聚拢体和激基复合物的形成，以此调整有机纳粹材料的带隙宽度；通过理论模型来计算推测p-np-段和n-段的共轭寡进而设计出具有特定能级的p-n有机分子材料；通过合成构造明确的p-n特点是在一维方向上集成了分子的共轭长度和分子的p-n嵌段双重特性,引入独立的p-型臂和n-型臂，可实现电子和空穴传输的独立同步平衡。有机纳米电极材料及界面修饰材料性、载流子复合和分别等界面因素；C60衍生物的化学与物理修饰：如与〔ITO〕的替代基板，为通过薄膜打印技术实现全印刷加工供给材料保障；全印刷加工供给电极材料保障；。2、有机纳米薄膜的形态设计与构造表征及其光电性能的争论有机纳米光电材料的分子聚拢态构造与薄膜分散态构造的调控对提高器件们可以从以下二个方面来开放系统化争论。有机纳米薄膜定向生长的可掌握备和化学途径；态的形成来保证材料的相态稳定性；及组成调控；的分子聚拢、组装和调控，对微观、介观和宏观多尺度下膜形态的调控；组装奠定根底。高分子纳米光电薄膜外表形态和形貌的稳定化纳米尺度高分子光电薄膜供给依据；高分子纳米薄膜聚拢态的调控〔Face-onFilmandEdge-onFilm论依据；高分子纳米薄膜的构造调控、相分别过程，相分别/结晶行与薄膜稳定性的相互关系，制备不同微观构造的形态稳定的高分子纳米光电薄膜；性的高分子纳米光电薄膜。3、有机纳米光电薄膜加工与图案化的微纳加工方法；有机/高分子纳米图案化的方法和技术：微接触印刷、纳米压印和结化实现过程的根本条件；刚性基板与柔性衬底上构造各种形态和尺寸可调的纳米智能图案，为〔如利用薄膜打印构筑活性层、绝缘层、金属电极等。4、有机纳米光电器件的设计与根本原理〔无论是分子尺度或聚拢体尺度的期望。有机纳米晶体显示器件层的主体材料中，如：电子传输层〔ETL〕和空穴传输层〔HTL〕等，引入有机入有机纳米晶体材料，以到达改善顶放射器件的微腔效应，提高器件的视角。全印刷有机纳米原型发光器件承受印刷工艺制备基于纳米材料的阳极导电基板；积柔性忖底的涂敷工艺及相关器件特性。有机纳米薄膜TFT驱动元件承受纳米尺度的p型和n型有机半导体薄膜，在纳米尺度界面区域构造具有“有机纳米p-n结或有机纳米异质结”的有机纳米薄膜晶体管驱动元件，其迁移率有望到达甚至超过非晶硅；纳米薄膜晶体管，例如：组装常开型纳米TFT驱动元件；承受双极性有机纳米薄膜，进展双极型有机纳米TFT驱动元件。二、预期目标1、建立有机纳米光电材料可掌握备的方法高纯制备供给根底依据。2、获得四类具有应用前景的有机纳米光电材料进展纳米尺度有机半导体材料和有机纳米晶体材料，重点进展尺度为530nm的一维、二维和三维有机纳米共轭分子；薄膜发光材料；期提高器件的综合性能；阻、界面稳定性、载流子复合和分别等器件界面因素。3、进展三类构筑有机纳米光电薄膜的核心技术薄膜打印技术和器件集成技术。有机纳米薄膜定向生长技术：围绕有机纳米显示器件对有机纳米薄膜形关联供给技术支持，为优化有机纳米光电器件的性能供给途径。有机纳米薄膜图案化技术，在平面、曲面或柔性基板上进展有机薄膜、高分子薄膜、金属电极的一维、二维据。薄膜打印技术：围绕有机纳米显示器件的工艺过程，分别在刚性或柔性〔单元器件和集成器件〕的组装工艺、实现全印刷加工供给方法。4类具有自主学问产权的型有机纳米光电显示原型器件〔有机纳米晶体显示器件、全印刷有机纳米显示器件、有机纳米TFT驱动元件研发“有机纳米显示器件”质性技术合作。有机纳米晶体显示器件：有机纳米晶体与有机光电薄膜杂化光电器件，特别是大面积的发光器件。全印刷有机纳米显示器件：基于可印刷的有机纳米材料和纳米电极材料，制备包括金属电极在内的全印刷有机纳米显示器件，进展通过光诱导实现全彩化的全印刷有机纳米显示器件。有机纳米TFT驱动元件：单项和综合性能指标、特别是迁移率到达非硅水平，重点进展表达“有机纳米异质结”争在器件构造和性能上到达国际领先水平。3.0的SCI论100306.0、富有创思想的争论论文；1535项；获得综合指标优异、有应23种。三、争论方案纳米材料一维分子二维分子三维分子纳米构造纳米加工本工程的动身点是建立“”的内米显示技术，实现由纳米光电材料纳米材料一维分子二维分子三维分子纳米构造纳米加工功能器件功能器件发光二极管薄膜晶体管争论主链因此，争论思路将紧紧围绕总体争论目标，抓住有机纳米光电材料的“分子构造与纳米构造的内在关联、纳米分散态构造与光电性能的相互关系”这一关键〔有机纳米TFT驱动元件、获得四类具有应用前景的有机纳米光电材料〔高迁移有机纳米电极材料及界面修饰材料，开发出三类构筑有机纳米光电薄膜的核心技术〔有机薄膜定向生长技术、纳米图案化技术和薄膜打印技术，实现纳米光米技术创的转移步伐。工程的实施将会在一下四个方面获得创与突破：以有机纳米光电薄膜的构造组装和形貌掌握为牵引，通过分子设计及可应用和技术的转变；利用制得的有机纳米材料，通过定向生长与形态调掌握备有机纳米光电面修饰与器件性能的关系，建立并进展有机纳米材料的界面修饰模型。引入结合光刻的丝网印刷和薄膜打印技术，在刚性基板和柔性衬底上实等方面的突破。利用本工程在有机纳米材料和纳米薄膜加工技术方面所取得的创争论米显示器件中的应用。主要争论内容和总体争论目标来表达其核心主线和争论链条：“分子材料－纳米构造－纳米加工－器件原理”4个子课题，各课题既相对独立又内在联系，紧扣中心目标，严密连接形成有机整体。课题1.有机纳米光电材料的分子设计与可掌握备〔1纳米尺度有机半导体材料有机纳米薄膜发光材料〔3〕有机纳米带隙调控材料〔4〕有机纳米电极材料及界面修饰材料。5－30nm的具有平流子传输方向的有机纳米晶体材料。〔一维、二维和三维〕和构造具子构造－纳米构造－打印特性的关系，进展可用于打印的有机纳米光电显色介纳米材料优异的导电性能，开发型刚性和柔性纳米导电基板材料。//无机胶-凝胶法或可溶性有机半导体修饰无机半导体的方法，制备可溶液加工的有机/无机杂化纳米光电复合材料，解决单一材料难以同时实现溶液加工和高性能的问题。可望创方向：②可控聚合反响和纳米发光显和掌握。探究高发光率、高发光纯度、及高稳定性有机纳米显色材料的设计原则及可控合成方法；探究有机/无机杂化纳米光电复合材料的制备方法，单一材料备。说明有机纳米材料带隙调控机制，建立对有机纳米带隙调控材料进展分合成途径。可印制高导电性纳米电极材料的制备方法，特别是惰性金属纳米材料的性材料兼容的界面修饰纳米材料的设计和制备方法。纳米电极〔阴极和阳极〕/金属材料和碳纳米材材料的制备方法。担当单位：南京邮电大学课题负责人：黄维主要学术骨干：凌启淡、张华、密保秀、董晓臣、解令海、肖义、刘淑娟经费比例：占总争论经费的25%课题2.有机纳米光电薄膜的调控及其光电性能的争论有机纳米光电功能材料晶体的成核与有序生长、晶粒外形与大小及其界面调制，建立晶体的定向生长与形态调控的理论模型，为制备高性能有机纳米光电薄膜器件奠定根底；争论用于有源驱动显示技术的型有机场效应晶体管中有机半导体的界面修饰、有序构造与晶体管特性的关系及其机理；争论有机发光二极管显示器阳极与阴极界面纳米材料修饰及其发光特性，供给界面修饰的理论模型，制备高效稳定的有机发光二极管显示器，努力促进其产业化进程。尺度和形貌可分为有机纳米晶和有机〔高分子〕a〕纳米晶的生通过争论不同生长条件下，由同质外延生长的有机半导体晶态薄膜的形貌、,建立完善的纳米晶成核、生长和形貌大小掌握的模型。b〕有机纳米薄膜的制备可在刚寸有机纳米光电薄膜。有序的高分子薄膜均匀生长和聚拢态调控的方法。针对进展全有机有源集成器件的需要，进展电极修饰材料与纳米薄膜构造及其型有机电致发光器件构造。在阳极修饰争论方面，开展干法制备含氟聚合物薄膜及其阳极修饰的争论，深入争论含氟聚合物薄膜的纳米构造、薄膜的分子量变化、结晶与取向性等，争论含氟聚合物薄膜的物理与电学特性，争论含氟聚合物薄膜对单层或多层OLED器件载流子注入和载流子平衡的作用机理，争论隧穿注入机制和界面偶极层机制的适用性，建立含氟聚合物阳极修饰的理论模型，在此根底上，进一步优化含氟聚合物薄膜的构造，通过调控载流子平衡进而调控发光区域，制备高效稳定的小分子单活性层或多层OLED器件。在阴极修饰争论方面，在目前国际上广泛应用的LiF/Al阴极根底上，争论开发具有自主学问产权的高性能无机或有机阴极材料，争论其纳米构造的生长与形态掌握，降低阴极电子注入势垒，增加电子的注入，从而提高有机电致发光器件效率与寿命；系统争论电子注入机理，建立材料构造与电子注入性能相关性的理论模型，为设计型阴极材料供给依据；设计合成系列以碱金属、碱土金属为中心离子的有机协作物，并将此类型材料应用于有机电致发光器件，争论该类材料的电极修饰作用，优化该类材料的成膜工艺及薄膜性能〔包括界面形貌及平坦度〕，提高有机电致发光器件的性能，为将其应用于工业生产而奠定坚实的根底。可望创方向：(高分子)纳米薄膜生长微纳米单晶生长机制(b)有机单晶薄膜生长理论(c)微纳米晶体与相邻层的界面构造与修饰；(d)刚柔基板上的有机纳米薄膜的生长理论和调控。进展的纳米界面构造修饰方法并应用于有机发光显示和场效应晶体管等的界面修饰模型。能，为应用打下根底。担当单位：清华大学、南京邮电大学课题负责人：王立铎主要学术骨干：魏昂经费比例：占总争论经费的25%课题3.有机纳米光电薄膜的微加工与纳米图案化有机纳米光电薄膜的微加工与纳米图案化是制备有机纳米光电器件的重要以“自上而下”与“自下而上”工艺，开展纳米构造的可掌握备和大尺寸的自组织生长和性能调控争论。组装和生长等方面进展深入争论。针对型有机纳米光电器件组装和集成需要，纳米图案的理论方法和试验技术。〔单元器件和集成器件的用于器件组装的图案。可望创方向：超分子组装技术，把有机纳米粒子组装成超分子构造，使得设计出的分件的组装。方法构筑大面积有序的有机材料纳米图案。纳米图案的概念、理论方法和试验技术。担当单位：中国科学院长春应用化学争论所课题负责人：韩艳春主要学术骨干：李杲、张吉东、张宏梅、黄金英、陈振宇经费比例：占总争论经费的25%课题4.有机纳米光电器件的根本原理与系统集成〔TF驱动元件米显示器件”的力量和水平。在工程完毕时到达的水平：单色器件在1000尼特时的驱动电压小于4.5伏，功率效率在1000尼特时大于20lm/W，预期寿命在100尼特下大于10000小时。底和金属电极承受薄膜打印工艺的全印刷型有机纳米发光器件。器件中的应用。力争在器件构造和性能上到达国际领先水平。可望创方向：基于纳米效应和纳米特性构造的有机纳米薄膜晶体管器件。金属纳米颗粒和无机纳米材料的阴极打印技术和工艺。有机纳米晶体材料，如纳米导线、纳米颗粒取代传统器件中的功能层。担当单位：华南理工大学、南京邮电大学课题负责人：朱旭辉宇、陈淑芬经费比例：占总争论经费的25%四、年度打算争论内容材料与纳米薄膜构造争论。第

预期目标及、半导体材料及电极材料。导体晶体生长的规律。3、把握设计和合成具有自组装性质论模型。— 制备具有自组织或自组装特性年物理性质等。制备有机纳米晶体与有机薄膜改善发光效率。

出可打印的高分子材料。实现高效的有机纳米发光器件〔红：2cd/A，绿：10cd/A，蓝：2cd/。争论内容合成支化的p-n有机嵌段有机共米半导体材料。探究刚性或柔性基板上的有机第高分子纳米薄膜聚拢态的调控；二行有机半导体小分子纳米图案化及年有机聚合物薄膜打印。机界面缓冲材料以及有机纳米发光滚筒等印刷方式制备大面积全印刷有机纳米原型器件。

预期目标1、合成出具有特定能级的及能有效抑制有机分子的结晶的带隙调控4-65-20nm〔FWHM〕的有机稀土薄膜材料。有机薄膜。率相当。争论内容预期目标争论内容预期目标20p-n嵌子；进一步进展可掌握备方法。半导体多晶薄膜同质外延生长和异第构的形态稳定的高分子纳米光电薄膜。进一步争论纳米图案化技术及三年薄膜发光二极管的集成。

空穴传输的独立同步平衡p-n合材料。2、获得教大尺寸的有机单晶体和有序生长的有机半导体多晶薄复合特性及组成调控技术。3、提醒出高分子纳米薄膜的构造调控、相分别过程，相分别/结晶行为与薄膜稳定性的相互关机理，把握调控纳米图案形态、尺寸等的规律。4、建立一种以聚合物的粘弹性和的图案化金属电极方法。5、有机纳米晶体管的各项性能指平〔1cm2/Vs，0.5c2/Vs成单像素有机纳米材料场效应晶体管与有机发光二极管的集成，实现单像素有源驱动。有机纳米晶体材料；利用溶胶-凝胶等技术制备有机/无机杂化纳米半导体料